KR20130002340U - 배기가스를 이용한 플룸 제거장치 - Google Patents
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Abstract
본 고안은 선박의 굴뚝으로 배기가스를 배출하는 과정에서 발생하는 플룸(Plume: 배기가스가 차가운 외기온도 조건에서 온도가 이슬점 이하로 내려가 백색의 안개(Smoke)와 같은 형태로 배출되는 현상)을 제거할 수 있도록 하는 배기가스를 이용한 플룸 제거장치에 관한 것으로, 해수 스크러버에 의하여 배기가스에 함유된 황산화물과 플룸을 제거하기 위한 배기가스를 이용한 플룸 제거장치로, 상기 스크러버에 구비된 복수의 분사노즐로 세정수인 해수를 공급하는 해수공급라인과, 배기가스공급관으로 배기가스를 공급하는 배기가스공급라인 및 디 플룸 디퓨즈를 포함하며, 상기 디 플룸 디퓨즈에는 배기가스순환라인에 의하여 배기가스를 열원으로 공급하는 것을 특징으로 한다.
본 고안의 실시예에 따른 배기가스를 이용한 플룸 제거장치에 의하면 디 플룸 디퓨져로 순환되는 배기가스가 기존 스팀 히터의 스팀온도보다 고온이기 때문에 플룸 제거효과가 기존에 비해 우수하고, 기존의 스팀 히터와 이에 따른 부대시설을 필요치 않아 공간을 절약하고 장비구매 및 설치비용을 줄일 수 있다.
또한. 스팀 히터 구동을 위한 추가적인 보일러의 용량확보가 필요치 않으므로 보일러의 용량을 줄일 수 있도록 한다.
본 고안의 실시예에 따른 배기가스를 이용한 플룸 제거장치에 의하면 디 플룸 디퓨져로 순환되는 배기가스가 기존 스팀 히터의 스팀온도보다 고온이기 때문에 플룸 제거효과가 기존에 비해 우수하고, 기존의 스팀 히터와 이에 따른 부대시설을 필요치 않아 공간을 절약하고 장비구매 및 설치비용을 줄일 수 있다.
또한. 스팀 히터 구동을 위한 추가적인 보일러의 용량확보가 필요치 않으므로 보일러의 용량을 줄일 수 있도록 한다.
Description
본 고안은 선박의 굴뚝으로 배기가스를 배출하는 과정에서 발생하는 플룸(Plume: 배기가스가 차가운 외기온도 조건에서 온도가 이슬점 이하로 내려가 백색의 안개(Smoke)와 같은 형태로 배출되는 현상)을 제거할 수 있도록 하는 배기가스를 이용한 플룸 제거장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 플룸 규제지역에서 스크러버(Scrubber: 세정 집진기)를 구동함에 있어 별도의 스팀 히터(Steam Heater)를 사용하지 않고 디 플룸 디퓨즈(de-plume diffuse)에 직접 고온의 배기가스를 유입시켜 플룸을 제거할 수 있도록 하는 배기가스를 이용한 플룸 제거장치에 관한 것이다.
오늘날 산업발전과 경제성장으로 인하여 인간은 많은 혜택을 누리고 있지만 그에 따른 환경파괴로 인하여 많은 문제에 직면하고 있다. 그중 교통수단에 의하여 발생되는 오염문제는 심각한 수준인데 육상의 자동차 등에서 발생되는 오염물질뿐만 아니라, 해상에서 선박에 의한 환경오염발생도 심각해지고 있다. 최근에는 이러한 문제가 세계적으로 중대하게 논의되면서 해상에서 발생하는 오염물질에 대한 조치로 선박에 대한 환경규제가 대폭 강화되고 있다. 선박은 자국의 영해만을 이용하지 않고 국제적인 무역이나 교류를 위하여 전 세계의 바다를 통과하게 되므로 국제적인 환경규제를 만족해야만 운항을 할 수 있게 되는 것이다.
최근 세계적으로 환경오염규제가 크게 강화되고 있는 가운데, 해양에서 배출되는 대기오염물질을 규제하는 조치들이 도입되고 있다. 국제해사기구(IMO)는 1997년 9월 26일 런던 IMO본부에서 개최된 제 3차 MP Conference에서 선박으로부터 대기오염물질의 배출을 규제하는 새로운 협약(MARPOL 73/78Annex Ⅵ)이 제정, 채택되었다.
이 협약은 선박으로부터 오존층파괴물질, 질소산화물, 황산화물, 휘발성 유기화합물, 선내 소각기 배출가스, 수용시설, 연료유의 품질 등에 관한 규제를 채택하고 있으며,협약의 발효 요건이 충족됨에 따라 2005년 5월 19일부터 MARPOL73/78Annex Ⅵ이 발효되었다.
할론의 고의적인 방출이 금지되고, 2020년 1월 1일부터 할론을 함유하는 소화장치의 설치가 금지된다. 냉매(CFCs)및 기타 오존층 파괴물질의 고의적인 방출이 금지되고 2020년 1월 1일 이후 이 물질을 함유한 장치의 설치가 금지된다.선박의 엔진배기가스 중에 포함된 황산화물(SOx)과 질소산화물(NOx)의 배출을 줄이기 위하여 황 함유량이 높은 선박연료유를 규제하고 질소산화물의 배출허용치를 만족하는 기관의 사용을 의무화하였다.
상기 협약에 따라 선박에서 황산화물(SOx)배출을 제어하기 위하여 적용하고 있는 방법을 예를 들면, 황 함유량이 낮은 연료를 사용하여 근본적으로 황산화물을 배출을 줄이는 방법과, 석탄 및 석유를 여러 가지 방법으로 탈황하여 사용하는 방법 또는 배기가스로부터 SOx를 제거하는 방법 등이 있는데, 그 중에서 배기가스로부터 SOx를 제거하는 배연 탈황방법으로 해수를 이용한 세정방법이 선박에 일반적으로 많이 적용되고 있다.
상기 해수를 이용한 세정방법은 해수에 함유된 중탄산염(Bicarnonate), 탄산염(Carbnonate), 수산화물(Hydroxide), 규산염(Silicates), 암모늄(Ammonium), 붕산염(Borate) 등의 염기성이 배기가스에 분사되어 황산화물(SOx)을 중화시키는 것으로 이러한 해수를 이용한 세정장치는 해수펌프를 이용하여 세정수(해수)를 스크로버에 공급하고 세정수가 스크러버 노즐로부터 배기가스에 분사하여 황산화물을 중화하는 방법이다.
상기와 같은 선행기술로는 실용신안등록 제20-0412134(고안의 명칭: 습식 배연탈황장치), 실용신안등록 제20-0167349(고안의 명칭: 배연 탈황장치), 실용신안등록출원 제1996-044072(고안의 명칭: 습식 배연탈황장치) 등이 공지되고 있다.
해수를 이용한 세정방법에 있어 황산화물 제거를 위해 해수 스크러버(Sea Water Scrubber)를 통과한 배기가스는 차가운 외기온도 조건에서는 온도가 이슬점 이하로 내려가 백색의 안개와 같은 형태로 배출되는데, 이를 규제하는 연안에서 규제의 대상이 되는바, 이를 위해 기존에는 도 1에 도시한 바와 같이 별도의 스팀 히터와 이를 위한 부대설비(a)를 설치하여 가동하게 되는데, 이 경우, 스팀 히터와 부대시설의 설치 및 가동에 따른 많은 추가비용이 발생하는 문제점이 있게 된다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 고안은, 플룸 규제지역에서 스크러버를 구동함에 있어 별도의 스팀 히터를 사용하지 않고 디 플룸 디퓨져에 직접 고온의 배기가스를 유입시켜 플룸을 제거할 수 있도록 하는 배기가스를 이용한 플룸 제거장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적하에 제안된 본 고안은 해수 스크러버에 의하여 배기가스에 함유된 황산화물과 플룸을 제거하기 위한 배기가스를 이용한 플룸 제거장치로, 상기 스크러버에 구비된 복수의 분사노즐로 세정수인 해수를 공급하는 해수공급라인과, 배기가스공급관으로 배기가스를 공급하는 배기가스공급라인 및 디 플룸 디퓨즈를 포함하며, 상기 디 플룸 디퓨즈에는 배기가스순환라인에 의하여 배기가스를 열원으로 공급하는 것을 특징으로 한다.
본 고안에 있어 상기 디 플룸 디퓨즈에 배기가스를 열원으로 공급하는 배기가스순환라인은 디 플룸 디퓨즈와 배기가스공급라인 및 배기가스공급관의 일정한 위치에 설치되는 것을 특징으로 한다.
본 고안에 있어 상기 디 플룸 디퓨즈에 배기가스를 열원으로 공급하는 배기가스순환라인은, 개폐가능한 밸브가 구비되며 배기가스순환라인의 일정한 위치에서 배기가스를 디 플룸 디퓨즈의 가스유입구로 공급하는 공급라인과, 상기 디 플룸 디퓨즈의 내부를 순환한 배기가스를 해수 스크러버의 배기가스공급관으로 배출시키는 배출라인으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 고안의 실시예에 따른 배기가스를 이용한 플룸 제거장치에 의하면 디 플룸 디퓨져로 순환되는 배기가스가 기존 스팀 히터의 스팀온도보다 고온이기 때문에 플룸 제거효과가 기존에 비해 매우 우수하고, 기존의 스팀 히터와 이에 따른 부대시설을 필요치 않아 공간을 절약하고 장비구매 및 설치비용을 줄일 수 있다.
또한. 스팀 히터 구동을 위한 추가적인 보일러의 용량확보가 필요치 않으므로 보일러의 용량을 줄일 수 있도록 한다.
도 1은 종래기술에 의한 플룸 제거장치의 구성 상태를 예시한 개략도.
도 2는 본 고안의 실시예에 따른 배기가스를 이용한 플룸 제거장치의 구성 상태를 예시한 개략도.
도 3은 본 고안의 실시예에 따른 배기가스를 이용한 플룸 제거장치의 주요 구성부를 확대 도시한 도면.
도 2는 본 고안의 실시예에 따른 배기가스를 이용한 플룸 제거장치의 구성 상태를 예시한 개략도.
도 3은 본 고안의 실시예에 따른 배기가스를 이용한 플룸 제거장치의 주요 구성부를 확대 도시한 도면.
상기와 같은 본 고안에 따른 배기가스를 이용한 플룸 제거장치의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 고안의 실시예에 따른 배기가스를 이용한 플룸 제거장치의 구성 상태를 예시한 개략도이고, 도 3은 본 고안의 실시예에 따른 배기가스를 이용한 플룸 제거장치의 주요 구성부를 확대 도시한 도면이다.
먼저, 본 고안에 있어 플룸(Plume)이란 용어는 선박의 굴뚝으로 배기가스를 배출하는 과정에서 배기가스가 차가운 외기온도 조건에서 온도가 이슬점 이하로 내려가 백색의 안개기둥과 같은 형태로 배출되는 현상으로 정의된다.
상기한 바와 같이 해수를 이용한 세정방법은 해수에 함유된 중탄산염(Bicarnonate), 탄산염(Carbnonate), 수산화물(Hydroxide), 규산염(Silicates), 암모늄(Ammonium), 붕산염(Borate) 등의 염기성이 배기가스에 분사되어 황산화물(SOx)을 중화시키는 것이다.
이러한 해수를 이용한 세정장치는 해수펌프를 이용하여 세정수(해수)를 스크러버에 공급하고 세정수를 스크러버 노즐로부터 배기가스에 분사하여 황산화물을 중화하게 되는데, 황산화물 제거를 위해 해수 스크러버를 통과한 배기가스는 차가운 외기온도 조건에서는 온도가 이슬점 이하로 내려가 백색의 안개와 같은 형태로 배출되는 플룸이 발생하게 되고 이를 규제하는 연안에서는 규제의 대상이 된다.
본 고안의 실시예에 따른 배기가스를 이용한 플룸 제거장치는 배기가스에 함유된 황산화물 및 플룸을 제거하기 위한 해수 스크러버(10)를 구비한다.
상기 해수 스크러버(10)의 하단에는 황산화물과 해수 수용액을 배출하기 위한 배출구(11)가 구비되는 한편, 비교적 상부 일정한 위치에는 열원에 의하여 배기가스를 일정온도로 가열함으로써 플룸을 제거할 수 있도록 하는 디 플룸 디퓨즈(20)가 구비되는데, 상기 디 플룸 디퓨즈(20)는 일종의 열교환기의 형태로 열원을 공급하는 가스유입구(21)와 가스배출구(22)를 구비한다.
더불어, 상기 해수 스크러버(10)는 배기가스공급관(12)과 복수의 분사노즐(13)을 구비한다. 상기 배기가스공급관(12)은 엔진이나 발전기 엔진, 보일러 등으로부터 배출되는 배기가스를 해수 스크러버(10)로 공급하는 유입구의 기능을 수행하고, 상기 분사노즐(13)은 상기 배기가스공급관(12)을 통하여 스크러버(10)에 공급되는 배기가스에 해수를 분사하여 배기가스에 포함된 황산화물을 중화하는 기능을 수행한다.
그리고, 상기 배기가스공급관(12)에는 엔진이나 발전기 엔진, 보일러 등의 장비로부터 배출되는 배기가스를 해수 스크러버(10)로 공급하기 위한 배기가스공급라인(30)이 연결되는 한편, 상기 해수 스크러버(10)의 일정한 위치에 적어도 1개 이상 다수로 설치되는 분사노즐(13)에는 세정수인 해수를 분사노즐(13)로 공급함으로써 배기가스에 해수를 분사할 수 있도록 하는 해수공급라인(40)이 연결된다.
이 경우, 상기 디 플룸 디퓨즈(20)와 배기가스공급라인(30) 및 배기가스공급관(12)의 일정한 위치에는 상기 디 플룸 디퓨즈(20)에 열원인 배기가스를 공급함으로써 배기가스를 일정온도로 가열하여 플룸을 제거할 수 있도록 하는 배기가스순환라인(50)이 구비된다.
여기서, 상기 해수 스크러버(10)의 디 플룸 디퓨즈(20)와 배기가스공급라인(30) 및 배기가스공급관(12)의 일정한 위치에 구비되는 배기가스순환라인(50)은 공급라인(51)과 배출라인(52)으로 이루어지는데, 배기가스를 디 플룸 디퓨즈(20)의 가스유입구(21)로 공급하는 상기 공급라인(51)에는 개폐가능한 밸브(51a)가 구비되는 한편, 상기 배출라인(52)은 가스배출구(22)에 연결되어 디 플룸 디퓨즈(20)의 내부를 순환하여 배기가스를 가열하고 난 후의 배기가스를 해수 스크러버(10)의 배기가스공급관(12)으로 배출시키는 기능을 수행하게 된다.
상기와 같은 본 고안의 실시예에 따른 배기가스를 이용한 플룸 제거장치의 작용을 보면, 해수와 고온의 배기가스 믹싱을 통해 황산화물이 제거된 배기가스는 해수 스크러버로 유입되는 해수의 온도보다 대략 10 ℃정도 높은 온도의 수증기의 형태로 배출되는데, 이때 대기의 온도에 따라 배출되는 수증기는 포화수증기의 양에 따라 육안 식별이 가능할 수도 있고 그렇지 않을 수도 있다.
부연하면, 공기의 온도가 올라가는 것과 비례하여 포화 수증기의 양도 늘어나게 되고, 이는 그만큼 단위면적당 수증기를 포함할 수 있는 양이 늘어난다는 것을 의미하며, 이와는 반대로 온도가 내려가게 되면 포화 수증기의 양은 감소하게 되고 그만큼 단위면적당 수증기를 포함할 수 있는 양이 줄어든다는 것을 의미하는바, 이 경우 외기 온도가 차가워서 이슬점 이하로 내려가게 되면 수증기는 응결되어 안개와 같은 형태의 플룸을 형성하게 된다.
따라서, 본 고안은 엔진이나 발전기 엔진, 보일러 등의 장비로부터 배출되는 배기가스의 일부를 배기가스순환라인(50)을 통하여 디 플룸 디퓨져(20)에 직접 고온의 배기가스를 공급하여 그 열원에 의하여 굴뚝으로 배출되는 배기가스를 일정온도로 가열함으로써 플룸을 제거할 수 있도록 한다.
상기와 같은 본 고안의 실시예에 따른 배기가스를 이용한 플룸 제거장치에 의하면 디 플룸 디퓨져로 순환되는 배기가스가 기존 스팀 히터의 스팀온도보다 고온이기 때문에 플룸 제거효과가 크게 향상되고, 기존의 스팀 히터와 이에 따른 부대시설을 필요치 않아 공간을 절약하고 장비구매 및 설치비용을 줄일 수 있도록 한다.
또한. 스팀 히터 구동을 위한 추가적인 보일러의 용량확보가 필요치 않으므로 보일러의 용량을 줄일 수 있다.
지금까지 실시예들을 통하여 본 고안에 따른 배기가스를 이용한 플룸 제거장치에 대하여 설명하였다. 본 명세서와 도면에는 본 고안의 바람직한 실시예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 고안의 기술 내용을 쉽게 설명하고 고안의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 고안의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예 외에도 본 고안의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환 및 변형이 가능 하다는 것이 본 고안이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 자명한 것이라 할 수 있다.
10: 해수 스크러버 11: 배출구
12: 배기가스공급관 13: 분사노즐
20: 디 플룸 디퓨즈 21: 가스유입구
22: 가스배출구 30: 배기가스공급라인
40: 해수공급라인 50: 배기가스순환라인
51: 공급라인 51a: 개폐밸브
52: 배출라인
12: 배기가스공급관 13: 분사노즐
20: 디 플룸 디퓨즈 21: 가스유입구
22: 가스배출구 30: 배기가스공급라인
40: 해수공급라인 50: 배기가스순환라인
51: 공급라인 51a: 개폐밸브
52: 배출라인
Claims (2)
- 해수 스크러버에 의하여 배기가스에 함유된 황산화물과 플룸을 제거하기 위한 배기가스를 이용한 플룸 제거장치로, 상기 스크러버에 구비된 복수의 분사노즐로 세정수인 해수를 공급하는 해수공급라인과, 배기가스공급관으로 배기가스를 공급하는 배기가스공급라인 및 디 플룸 디퓨즈를 포함하며, 상기 디 플룸 디퓨즈에는 배기가스순환라인에 의하여 배기가스를 열원으로 공급하는 것을 특징으로 하는 배기가스를 이용한 플룸 제거장치.
- 청구항 1에 있어서,
상기 디 플룸 디퓨즈에 배기가스를 열원으로 공급하는 배기가스순환라인은, 개폐가능한 밸브가 구비되며 배기가스순환라인의 일정한 위치에서 배기가스를 디 플룸 디퓨즈의 가스유입구로 공급하는 공급라인과, 상기 디 플룸 디퓨즈의 내부를 순환한 배기가스를 해수 스크러버의 배기가스공급관으로 배출시키는 배출라인으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 배기가스를 이용한 플룸 제거장치.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| KR2020110009002U KR200479610Y1 (ko) | 2011-10-10 | 2011-10-10 | 배기가스를 이용한 플룸 제거장치 |
Applications Claiming Priority (1)
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| WO2019142967A1 (ko) * | 2018-01-19 | 2019-07-25 | 광성(주) | 선박용 황산화물 저감장치 및 선박용 황산화물 저감장치의 운전방법 |
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2011
- 2011-10-10 KR KR2020110009002U patent/KR200479610Y1/ko not_active IP Right Cessation
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